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"剂量控制"帮助学习与记忆
发布日期: 2021/3/2 17:40:26

根据达特茅斯的一项研究,调节大脑中电信号的“分子音量旋钮”有助于学习和记忆。该控制机制的发现以及调节该机制的分子通路的揭示,可以帮助研究人员寻找治疗神经系统疾病的方法,包括阿尔茨海默氏病,帕金森氏病和癫痫病。

  这项发表在《PNAS》杂志上的研究描述了关于电信号形状如何促进突触功能的第一项研究。

  达特茅斯大学生物科学助理教授,研究负责人Michael Hoppa说:“我们大脑中的突触是高度动态的,并且会发出各种耳语和叫声。这项发现使我们走上了一条能够治愈顽固神经系统疾病的道路。”

  突触是帮助大脑中的神经元以不同的频率进行交流的微型结构。大脑将神经元的电输入转换成化学神经递质,这些神经递质穿过这些突触空间得以传递信号。

  释放的神经递质的数量改变了大脑回路中激活的神经元的数量和模式。突触连接强度的重塑是学习如何发生以及记忆如何形成。

  两个功能支持这些记忆和学习过程。一个被称为facilitation的信号特征是一系列越来越快的尖峰,它们会放大改变突触形状的信号。另一个则是被称为depression的抑制类信号,降低了信号。这两种信号的可塑性一起使大脑保持平衡,并预防了神经系统疾病,例如癫痫发作。

  Hoppa说:“随着年龄的增长,维持突触的增强至关重要。我们需要平衡大脑的可塑性,并稳定突触连接。”

  在研究中,研究小组发现电脉冲以模拟信号的形式传递,其形状会影响突触中释放的化学神经递质的大小。该机制的功能类似于具有可变设置的调光器。

  达特茅斯的博士后研究员,这项研究的第一作者In Ha Cho说:“发现这些电脉冲是模拟信号的事实使我们对大脑如何工作以形成记忆和学习方式有了更深入的了解。” “使用模拟信号为调节大脑回路的强度提供了更简单的途径。”

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